CN116241237A - 一种封隔器试井过程中井周地层电阻率实时测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种封隔器试井过程中井周地层电阻率实时测量装置，包括封隔器试井模块和电阻率测量模块，所述电阻率测量模块的两端对称设置有两个所述封隔器试井模块；所述封隔器试井模块包括封隔器基体，所述封隔器基体上设有座封模块和抽取模块，所述座封模块膨胀后贴紧油井内壁使得两个所述座封模块之间形成封闭的环空，所述抽取模块用于抽取环空内的钻井液；所述电阻率测量模块包括测量探头基体，所述测量探头基体上设有测量模块，所述测量模块用于测量距井壁不同深度地层电阻率随时间的变化值；两个所述封隔器基体分别连接在所述测量探头基体的两端。本发明可以实时监测在试井抽吸过程中地层流体分布随时间的变化情况。

Description

一种封隔器试井过程中井周地层电阻率实时测量装置

技术领域

本发明属于井周地层电阻率测试领域，具体涉及一种封隔器试井过程中井周地层电阻率实时测量装置。

背景技术

在封隔器试井过程中，需要了解井周不同方位的地层流体流动变化情况。

钻铤四周与井壁之间为环空，试井作业开始前，环空中初始流体为钻井液，地层中靠近井壁的流体为钻井液与地层流体混合液体，即冲洗带液体，远离井壁地层中的液体为地层流体，地层流体与环空中流体处于压力平衡状态。

现有的封隔器试井技术，无法获得井壁地层的流体实时变化图像信息。

现有的电成像技术，只能沿深度测量井壁地层的图像，不能反映地层内流体随时间的变化情况。

发明内容

为了解决上述全部或部分问题，本发明目的在于提供一种封隔器试井过程中井周地层电阻率实时测量装置，通过在封隔器试井过程中测量井周地层不同方位的电阻率信息，反映井周不同方位地层流体分布随时间的变化情况。

根据本发明，提供了一种封隔器试井过程中井周地层电阻率实时测量装置，包括封隔器试井模块和电阻率测量模块，所述电阻率测量模块的两端对称设置有两个所述封隔器试井模块；

所述封隔器试井模块包括封隔器基体，所述封隔器基体上设有座封模块和抽取模块，所述座封模块膨胀后贴紧油井内壁使得两个所述座封模块之间形成封闭的环空，所述抽取模块用于抽取环空内的钻井液；

所述电阻率测量模块包括测量探头基体，所述测量探头基体上设有测量模块，所述测量模块用于测量距井壁不同深度地层电阻率随时间的变化值；

两个所述封隔器基体分别连接在所述测量探头基体的两端。

可选地，所述座封模块包括封隔器胶筒，所述封隔器胶筒套设在对应的所述封隔器基体上，所述封隔器胶筒和对应的封隔器基体之间形成封隔器流体腔，所述封隔器流体腔连接有座封泵。

可选地，所述封隔器基体上开设有座封流体通道，每个所述封隔器流体腔分别通过对应的座封流体通道与所述座封泵连接，所述座封泵固定在所述封隔器基体上。

可选地，所述封隔器胶筒两侧的所述封隔器基体上均套设有固定环。

可选地，所述封隔器基体的两端设置有快旋螺母，通过一个所述快旋螺母与所述测量探头基体螺纹连接，连接处还设置有若干密封圈。

可选地，所述抽取模块包括试井泵、容纳腔和试井流体通道，所述容纳腔开设在所述封隔器基体和所述测量探头基体的轴向中部，所述试井泵设置在所述容纳腔的两端，所述试井流体通道开设在所述封隔器基体上并且连通所述容纳腔和所述环空。

可选地，所述测量模块包括多个激励线圈，所述激励线圈套设在所述测量探头基体上，所述测量探头基体的中部圆周方向分布有若干个方位电阻率测量探头，且所述激励线圈和测量探头基体之间设有绝缘结构，所述绝缘结构靠近所述方位电阻率测量探头一侧设置。

可选地，所述测量探头基体上开设有凹槽，每个所述凹槽上均套设有绝缘环，所述激励线圈固定在对应的所述绝缘环上。

可选地，每个所述凹槽的开口处均套设有线圈保护套。

可选地，所述测量探头基体上开设有电子仓，所述电子仓内设置有测量电路模块，所述测量探头基体上设置有仓盖，所述仓盖封盖在所述电子仓上。

可选地，所述激励线圈、所述线圈保护套、所述绝缘环、所述电子仓、所述测量电路模块、所述仓盖设置在两个所述封隔器试井模块的外侧。

由上述技术方案可知，本发明提供的一种封隔器试井过程中井周地层电阻率实时测量装置，具有如下有益效果：

在封隔器试井过程中测量井周地层不同方位的电阻率信息，并生成图像，反映井周不同方位地层流体分布随时间的变化情况。

在获得井周地层电阻率与渗透率信息的同时，获得在地层流体流动过程中井周各方位地层电阻率的变化特征，从而分析井周不同方位地层孔隙连通与地层流体分布情况。

本发明从时间与空间两个维度获得综合地层信息，集成度高，综合性强，为储层评价提供非常有价值的地层信息，将会在测井作业中得到广泛应用。

附图说明

图1为本发明实施例的一种封隔器试井过程中井周地层电阻率实时测量装置的剖视图；

图2为图1中沿C-C的剖视图；

图3为图1中上半部分的放大图；

图4为图1中下半部分的放大图。

图中标号为：地层1、快旋螺母2、固定环3、封隔器胶筒4、封隔器基体5、测量探头基体6、线圈保护套7、激励线圈8、绝缘环9、仓盖10、电子仓11、方位电阻率测量探头12、环空13、试井泵14、封隔器流体腔15、座封流体通道16、座封泵17、试井流体通道18、容纳腔19。

具体实施方式

为了更好的了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明的一种封隔器试井过程中井周地层电阻率实时测量装置做进一步详细的描述。

如图1、图2所示，其示为本发明实施例的一种封隔器试井过程中井周地层电阻率实时测量装置，地层1中开钻有油井，在封隔器试井过程中，井周地层电阻率实时测量装置设置在油井中。

本实施例中的封隔器试井过程中井周地层电阻率实时测量装置，包括封隔器试井模块和电阻率测量模块；封隔器试井模块为结构相同的两个，且分别对称设置在电阻率测量模块的两端；以其中一个封隔器试井模块为例，具体包括封隔器基体5、座封模块和抽取模块，座封模块和抽取模块设置在封隔器基体5上，因此总共有两个座封模块，两个座封模块膨胀后贴紧油井内壁使得两个座封模块和油井内壁之间形成封闭的环空13，抽取模块即能够抽取环空13内的钻井液；电阻率测量模块包括测量探头基体6和测量模块，测量模块设置在测量探头基体6上，测量模块用于测量距井壁不同深度地层电阻率随时间的变化值；另外封隔器基体5分别连接在测量探头基体6的两端。

本实施例中的封隔器试井过程中井周地层电阻率实时测量装置，主要由封隔器试井模块与方位电阻率实时测量模块两部分组成，实现在封隔器试井作业过程中，实时测量不同方位、距井壁不同深度井周地层电阻率随时间的变化值，从而实时监测在试井抽吸过程中地层流体分布随时间的变化情况。

在上面实施例的基础上，本实施例中座封模块具体包括封隔器胶筒4，封隔器胶筒4套设在对应的封隔器基体5上，另外封隔器胶筒4和对应的封隔器基体5之间形成封隔器流体腔15，该封隔器流体腔15与座封泵17连接，因此当通过座封泵17向封隔器流体腔15内注入高压流体后，能够使封隔器胶筒4膨胀变粗，随着高压流体的不断注入使得封隔器胶筒4膨胀至与油井的内壁贴紧，当电阻率测量模块两端的封隔器胶筒4均与地层贴紧后，相当于两个封隔器胶筒4和油井之间形成密封的环空13，电阻率测量模块位于该环空13内。具体的，封隔器基体5上开设有座封流体通道16，每个封隔器流体腔15分别通过对应的座封流体通道16与座封泵17连接，也即通过座封泵17先将高压流体注入至座封流体通道16内，随着高压流体的不断注入，座封流体通道16内的流体流动至封隔器流体腔15内，从而通过封隔器胶筒4膨胀实现座封。

在上面实施例的基础上，为了实现对座封泵17的固定，本实施例中座封泵17固定在封隔器基体5上。具体可以在封隔器基体5上开设有固定槽，将座封泵17安装固定在固定槽内。

在上面实施例的基础上，本实施例中封隔器胶筒4两侧的封隔器基体5上均套设有固定环3，通过固定环3的设置能够将封隔器胶筒4固定在封隔器基体5上，另外固定环3的设置能够对封隔器胶筒4的两端起到密封作用，从而可以提高封隔器流体腔15的密封性能。

如图1、图2所示，封隔器基体5的两端设置有快旋螺母2，通过一个快旋螺母2与测量探头基体6螺纹连接，连接处还设置有若干密封圈，以保证连接处的密封状态。封隔器基体5的另一个快旋螺母2可以实现与其他部件的连接，例如钻铤。

在上面实施例的基础上，本实施例中抽取模块包括试井泵14、容纳腔19和试井流体通道18，容纳腔19开设在封隔器基体5和测量探头基体的轴向中部，试井泵14设置在容纳腔19的两端，试井流体通道18开设在封隔器基体5上并且连通容纳腔19和环空13，试井流体通道18用于供环空13内的流体流动，试井泵14用于抽取环空13内的流体至容纳腔19，环空13内的流体被抽取后，环空13内压力降低，地层1中的地层流体在压差作用下向环空13中流动。

在上面实施例的基础上，本实施例中测量模块包括多个激励线圈8，激励线圈8套设在测量探头基体6上，测量探头基体6的中部圆周方向分布有若干个方位电阻率测量探头12，激励线圈8和测量探头基体6之间设有绝缘结构，绝缘结构靠近方位电阻率测量探头12一侧设置，通过激励线圈8能够在发射电路的作用下产生交变电压，在交变电压的作用下方位电阻率测量探头12能够向地层1发射电流，电流通过地层1回到封隔器基体5上，从而可以测量地层电阻率；另外方位电阻率测量探头12沿圆周分布，从而可以测量不同位置的电阻率。

激励线圈8相当于供电装置，为无线电能传输，用于对多个电阻率测量探头12同时供电。无线电能传输装置与测量探头相当于初级回路和次级回路，初级回路和次级回路之间通过无直接电气接触的耦合进行能量传输。激励线圈8采用螺绕环结构，向激励线圈8初级回路供交流电，则在线圈上部基体与线圈下部基体之间产生与激励线圈8相同频率的交流电压。在交流电压的作用下，对多个测量探头同时供电。

在上面实施例的基础上，本实施例中测量探头基体6上开设有多个凹槽，每个凹槽上套设有一个绝缘环9，激励线圈8固定在对应的绝缘环9上，通过绝缘环能够起到绝缘的作用。

绝缘环9还可以延长至凹槽的外部，靠近方位电阻率测量探头12一侧。绝缘环9用于避免线圈上部基体与线圈下部基体之间短路，影响方位电阻率测量探头12的测量效果。绝缘环9可采用由尼龙和玻璃纤维组成的复合材料，以满足耐高温、可靠的绝缘性能要求。绝缘环9也可为其他的绝缘材料，如聚四氟乙烯、脲醛树脂、醇酸树脂及缩醛树脂等。

在上面实施例的基础上，为了保护激励线圈8，激励线圈8的外侧均套设有线圈保护套7，具体设置在凹槽的开口处。

在上面实施例的基础上，测量探头基体6上开设有电子仓11，电子仓内设置有测量电路模块，测量探头基体6上连接有仓盖10，所述仓盖10封盖在电子仓11上。

测量探头基体6上可以对应供电装置、测量电路模块和多个探头设置有径向过线孔，测量探头基体6内设置有轴向过线孔，信号传输线分别穿过径向过线孔与轴向过线孔，实现信号传输线在测量探头基体6内部的电路联接布置，实现供电装置、多个探头与测量电路模块实现电连接。

上述的激励线圈8、线圈保护套7、绝缘环9、电子仓11、测量电路模块、仓盖10等部件是设置在两个封隔器试井模块之间的，也可以设置在两个封隔器试井模块的外侧，不影响其正常功能。此时两个封隔器试井模块的外侧也需要设置基体，为设置上述部件构造基础。

为了便于理解本发明实施例的一种封隔器试井过程中井周地层电阻率实时测量装置，下面对其工作流程进行详细的说明。

当测量装置到达目标井段后，首先两个座封泵17通过座封流体通道16向封隔器流体腔15注入高压流体，随着高压流体的不断注入，封隔器胶筒4膨胀至与油井内壁贴紧实现座封，两个封隔器胶筒4和油井之间形成密封的环空13；

完成座封后，抽取模块与测量模块同时开始工作；具体为试井泵14通过试井流体通道18抽吸环空13中流体，使环空压力下降，地层1中的地层流体在压差作用下向环空13中流动；同时发射电路向激励线圈8提供交变电压，在激励线圈中产生交变电压，在交变电压作用下，方位电阻率测量探头12向地层1发射电流，电流通过地层1回到封隔器基体5，从而实现对井周不同深度不同方位地层的电阻率的测量。

试井作业过程中，在压差作用下地层1内流体不断流向环空13，由于地层流体与冲洗带流体的电阻率不同，方位电阻率测量探头12测量到各深度井周地层电阻率随时间不断变化，从而反映地层流体分布随时间的变化情况。

不同方位电阻率测量探头12可以实时反映抽吸过程中井周不同方位地层流体的流动情况，从而反映处不同方位地层的渗透能力。

另外需要说明的是试井作业开始前，环空中初始流体为钻井液，地层中靠近井壁的流体为钻井液与地层流体混合液体，即冲洗带液体，远离井壁地层中的液体为地层流体，地层流体与环空中流体处于压力平衡状态。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种封隔器试井过程中井周地层电阻率实时测量装置，其特征在于，包括封隔器试井模块和电阻率测量模块，所述电阻率测量模块的两端对称设置有两个所述封隔器试井模块；

所述封隔器试井模块包括封隔器基体，所述封隔器基体上设有座封模块和抽取模块，所述座封模块膨胀后贴紧油井内壁使得两个所述座封模块之间形成封闭的环空，所述抽取模块用于抽取环空内的钻井液；

所述电阻率测量模块包括测量探头基体，所述测量探头基体上设有测量模块，所述测量模块用于测量距井壁不同深度地层电阻率随时间的变化值；

两个所述封隔器基体分别连接在所述测量探头基体的两端。

2.根据权利要求1所述的一种封隔器试井过程中井周地层电阻率实时测量装置，其特征在于，所述座封模块包括封隔器胶筒，所述封隔器胶筒套设在对应的所述封隔器基体上，所述封隔器胶筒和对应的封隔器基体之间形成封隔器流体腔，所述封隔器流体腔连接有座封泵。

3.根据权利要求2所述的一种封隔器试井过程中井周地层电阻率实时测量装置，其特征在于，所述封隔器基体上开设有座封流体通道，每个所述封隔器流体腔分别通过对应的座封流体通道与所述座封泵连接，所述座封泵固定在所述封隔器基体上。

4.根据权利要求3所述的一种封隔器试井过程中井周地层电阻率实时测量装置，其特征在于，所述封隔器胶筒两侧的所述封隔器基体上均套设有固定环。

5.根据权利要求1所述的一种封隔器试井过程中井周地层电阻率实时测量装置，其特征在于，所述封隔器基体的两端设置有快旋螺母，通过一个所述快旋螺母与所述测量探头基体螺纹连接，连接处还设置有若干密封圈。

6.根据权利要求1所述的一种封隔器试井过程中井周地层电阻率实时测量装置，其特征在于，所述抽取模块包括试井泵、容纳腔和试井流体通道，所述容纳腔开设在所述封隔器基体和所述测量探头基体的轴向中部，所述试井泵设置在所述容纳腔的两端，所述试井流体通道开设在所述封隔器基体上并且连通所述容纳腔和所述环空。

7.根据权利要求1所述的一种封隔器试井过程中井周地层电阻率实时测量装置，其特征在于，所述测量模块包括多个激励线圈，所述激励线圈套设在所述测量探头基体上，所述测量探头基体的中部圆周方向分布有若干个方位电阻率测量探头，且所述激励线圈和测量探头基体之间设有绝缘结构，所述绝缘结构靠近所述方位电阻率测量探头一侧设置。

8.根据权利要求7所述的一种封隔器试井过程中井周地层电阻率实时测量装置，其特征在于，所述测量探头基体上开设有凹槽，每个所述凹槽上均套设有绝缘环，所述激励线圈固定在对应的所述绝缘环上。

9.根据权利要求8所述的一种封隔器试井过程中井周地层电阻率实时测量装置，其特征在于，每个所述凹槽的开口处均套设有线圈保护套。

10.根据权利要求9所述的一种封隔器试井过程中井周地层电阻率实时测量装置，其特征在于，所述测量探头基体上开设有电子仓，所述电子仓内设置有测量电路模块，所述测量探头基体上设置有仓盖，所述仓盖封盖在所述电子仓上；

或者，所述激励线圈、所述线圈保护套、所述绝缘环、所述电子仓、所述测量电路模块、所述仓盖设置在两个所述封隔器试井模块的外侧。

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